- Классификация и топология компьютерных сетей
- Лекция 6 Сети информационного обмена
- Классификация компьютерных сетей
- Типы каналов связи
- Режимы передачи
- Локальные сети
- Коммуникационное оборудование
- 33. Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование
Классификация и топология компьютерных сетей
В зависимости от средств связи и по охвату территории компьютерные сети делятся на:
По способу доступа к информации компьютерные сети бывают:
Локальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной сети (2 — 2,5 км).
Региональная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (десятки — сотни километров).
Глобальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в различных странах и даже континентах.
Компьютер, подключенный к сети, может быть либо сервером, либо рабочей станцией, в зависимости от выполняемых им функций.
Сервер ‑ это компьютер, выделенный для обработки запросов от всех подсоединенных рабочих станций, предоставляющий доступ к общим сетевым ресурсам (базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.).
В зависимости от разделяемых ресурсов серверы делятся на:
q файл-сервер (дисковая память)
q почтовый сервер (для организации почтовой связи) и др.
Рабочая станция (клиент) ‑ это компьютер, с помощью которого пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети.
В компьютерных сетях могут быть реализованы два способа обработки данных:
q централизованная (центральная ЭВМ или Host-компьютер, все запросы идут к ней, и обработка ведется на ней);
q распределенная «клиент-серверная» (клиентская часть программы делает запрос серверу, на нем производится обработка запроса и передача ответа клиенту).
Такое разделение в сети на клиента и сервер позволяет эффективно использовать технологию «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений, на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях, именно на них формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.
Следует отметить некоторые базовые понятия, связанные с компьютерными сетями: сетевая архитектура, сетевой стандарт, протокол и топология сети. Коротко рассмотрим эти понятия.
Комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети называется сетевой архитектурой.
В соответствии со стандартными протоколами физического уровня передачи данных выделяют три основные сетевые архитектуры: Ethernet; ArcNet; Token Ring.
Стандарты – это технические требования к компонентам и системам сети, формирующие единые правила для производителей, и набор протоколов, обеспечивающих передачу данных в сети.
Протоколы – это набор правил, регулирующих передачу данных в сети.
Конфигурация сети или схема соединения узлов, называется топологией.
Существуют базовые топологии и комбинированные. Ниже приведены три наиболее часто используемые в локальных сетях базовые топологии.
1. Шина — все компьютеры подключены к одному кабелю (см. рисунок 3.1).
Рисунок. 3.1. Топология «шина»
Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.
2. Кольцо — все компьютеры соединены кольцом (см. рисунок 3.2).
Рисунок 3.2. Топология «кольцо»
Сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети
3. Звезда — все компьютеры подключены к центральному серверу (см. рисунок 3.3).
Рисунок 3.3. Топология «звезда»
Рабочая группа, созданная по данной схеме, может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.
Самый распространенный способ связей в локальных и глобальных сетях – это топология «Иерархическая звезда» или «Снежинка». Это способ связи, в которой файловые серверы для разных рабочих групп подключены к центральному серверу.
Комбинированные топологии, наиболее часто используемые в компьютерных сетях – это топологии «звезда – шина» и «звезда – кольцо».
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Лекция 6 Сети информационного обмена
Информационная сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Компьютеры сети называют узлами сети или рабочими станциями (РС). РС могут выступать в качестве сервера или клиента.
Сервер – компьютер, обеспечивающий пользователей сети определенными услугами (информацией).
Клиент – компьютер, имеющий доступ к совместным ресурсам сети.
Серверы могут выступать в следующем качестве:
Файл-сервер – обеспечивает совместный доступ к своему дисковому пространству.
Сервер БД – выполняет хранение, обработку и управление файлами баз данных.
Сервер печати – обеспечивает доступ к локальным и сетевым принтерам.
Сервер приложения – выполняет одно или несколько приложений.
Сервер удаленного доступа – используется для связи с территориально удаленными компьютерами.
Сервер резервирования данных – решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях.
Классификация компьютерных сетей
Сети информационного обмена подразделяются на глобальные, региональные и локальные.
Глобальная сеть – это сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в разных странах, на разных континентах.
Региональная сеть связывает абонентов, расположенных внутри большого города, или внутри экономического региона.
Локальная сеть связывает абонентов, расположенных в пределах института, предприятия, одного помещения, т.е. привязана к конкретному месту.
Объединение глобальных, региональных и локальных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии.
Типы каналов связи
- Выделенные телефонные линии.
- Радиоканалы.
- Каналы спутниковой связи.
- Высокоскоростные каналы на базе технологии DSL (выделенный канал доступа).
- Магистраль кабельного телевидения.
Режимы передачи
Существует три режима сетевого обмена: симплексный, полудуплексный, дуплексный. Симплексный – передача данных в одном направлении. Полудуплексный – попеременная передача данных, когда источник и приемник последовательно меняются местами. Дуплексный – одновременная передача и прием сообщений. Примером такой передачи является телефонный разговор. Протокол передачи – согласованный и утвержденный стандарт, содержащий описание правил приема и передачи данных между двумя компьютерами.
Локальные сети
Различают одноранговые локальные вычислительные сети (ЛВС) и сети с выделенным сервером. В одноранговой ЛВС все компьютеры имеют одинаковые права, любой компьютер может быть как клиентом, так и сервером. Сеть с выделенным сервером имеет один или несколько серверов, остальные компьютеры являются клиентами, т.е. используются в качестве рабочих станций, обращающимися к серверу за данными или услугами (сервисами).
Коммуникационное оборудование
Концентратор (Hub) Устройство, которое позволяет присоединить к себе несколько рабочих станций. Точка подключения к концентратору называется портом. Устройство может иметь 5, 8, 12, 16, 24, 32 порта. Концентратор передает полученный кадр данных на все порты. Концентраторы могут подключаться каскадом. Коммутатор Устройство, которое позволяет сегментировать сеть, т.е. отделять одну часть сети от другой. В разных сегментах сети можно устанавливать разные скорости обмена. Мост (Bridge) Устройство, которое позволяет соединять между собой отдельные сети в более сложные распределенные системы. Маршрутизатор (Router) Компьютер, который используется для соединения двух и более сетей, работающих по одному протоколу обмена. С помощью специального программного обеспечения передает пакеты из одной сети в другую, основываясь на адресе сети назначения и направляя данные по оптимально выбранному маршруту. Рис. 1. Использование маршрутизатора для соединения локальной сети с другой сетью Шлюз (Gateway) Устройство, которое позволяет соединять между собой отдельные сети, работающие по разным протоколам обмена. Под шлюзом обычно подразумевается программный процесс соединения двух различных стеков протоколов для определенного приложения (например, электронной почты или передачи файлов).
33. Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование
Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.
Распределенная обработка данных — это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.
Компьютерная (вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Абонентами сети (т. е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т. д.
В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:
- глобальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проолему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;
- региональные — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
- локальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.
- хранение данных;
- обработка данных;
- организация доступа пользователей к данным;
- передача данных и результатов их обработки пользователям.
- Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию — шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать — только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация, и принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует. Если компьютеры расположены близко друг друга, то организация КС с шинной топологией недорога и проста — необходимо просто проложить кабель от одного компьютера к другому. Затухание сигнала с увеличением расстояния ограничивает длину шины и, следовательно, число компьютеров, подключенных к ней. Проблемы шинной топологи возникают, когда происходит разрыв (нарушение контактов) в любой точке страны; сетевой адаптер одного из компьютеров выходит из строя и начинает передавать на шину сигналы с помехами; необходимо подключить новый компьютер.
- Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном нийравлении. Каждый узел помимо всего прочего реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает сообщения, а воспринимает только обращенные к нему. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблемы помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла. Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети; время пере-рачи сообщения определяется временем последовательного срабатывания каждого узла, находящегося между рггправителем и получателем сообщения; из-за прохождения данных через каждый узел существует возможность непреднамеренного искажения информации.
- Звезда. Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети. Однако расходы на организацию каналов связи здесь обычно выше, чем у шины и кольца. Комбинация базовых топологий — гибридная топология — обеспечивает получение широкого спектра решений, аккумулирующих достоинства и недостатки базовых.